Эволюция CVD-SiC от тонкопленочных покрытий до объемных материалов

Материалы высокой чистоты необходимы для производства полупроводников. Эти процессы включают в себя сильную жару и агрессивные химические вещества. CVD-SiC (карбид кремния, полученный методом химического осаждения из паровой фазы) обеспечивает необходимую стабильность и прочность. В настоящее время он является основным выбором для деталей современного оборудования из-за его высокой чистоты и плотности.

1. Основные принципы технологии CVD

CVD означает химическое осаждение из паровой фазы. Этот процесс создает твердые материалы в результате газовых химических реакций. Производители обычно используют органические прекурсоры, такие как метилтрихлорсилан (МТС). В качестве газа-носителя для этой смеси выступает водород.

Процесс происходит в реакционной камере, нагретой от 1100°C до 1500°C. Молекулы газа разлагаются и рекомбинируют на горячей поверхности подложки. Кристаллы бета-SiC растут слой за слоем, атом за атомом. Этот метод обеспечивает чрезвычайно высокую химическую чистоту, часто превышающую 99,999%. Полученный материал достигает физической плотности, очень близкой к теоретическим пределам.

2. Покрытия SiC на графитовых подложках.

Полупроводниковая промышленность использует графит из-за его превосходных тепловых свойств. Однако графит пористый и выделяет частицы при высоких температурах. Это также позволяет газам легко проникать. Производители решают эти проблемы с помощью процесса CVD. Они наносят тонкую пленку SiC на поверхность графита. Обычно этот слой имеет толщину от 100 до 200 мкм.

Покрытие действует как физический барьер. Это предотвращает загрязнение производственной среды частицами графита. Он также противостоит эрозии под воздействием агрессивных газов, таких как аммиак (NH3). Основным применением является MOCVD Susceptor. Эта конструкция сочетает в себе термическую однородность графита с химической стабильностью карбида кремния. Он сохраняет эпитаксиальный слой чистым во время роста.

3. Сыпучие материалы, нанесенные методом CVD

Некоторые процессы требуют чрезвычайной устойчивости к эрозии. Другим необходимо полностью исключить субстрат. В этих случаях Bulk SiC является лучшим решением. Массовое осаждение требует очень точного контроля параметров реакции. Цикл осаждения длится гораздо дольше, чтобы вырастить толстые слои. Толщина этих слоев достигает нескольких миллиметров или даже сантиметров.

Инженеры удаляют исходную подложку, чтобы получить деталь из чистого карбида кремния. Эти компоненты имеют решающее значение для оборудования для сухого травления. Например, кольцо фокусировки подвергается прямому воздействию высокоэнергетической плазмы. Объемный CVD-SiC имеет очень низкий уровень примесей. Он обеспечивает превосходную устойчивость к плазменной эрозии. Это существенно продлевает срок службы деталей оборудования.

4. Технические преимущества процесса CVD

CVD-SiC превосходит традиционные пресс-спеченные материалы по нескольким показателям:

Высокая чистота:Газофазные прекурсоры позволяют провести глубокую очистку. Материал не содержит металлических связующих. Это предотвращает загрязнение ионами металлов во время обработки пластин.

Плотная микроструктура:Укладка атомов создает непористую структуру. Это приводит к превосходной теплопроводности и механической твердости.

Изотропные свойства:CVD-SiC сохраняет стабильные характеристики во всех направлениях. Он устойчив к выходу из строя из-за термического напряжения в сложных условиях эксплуатации.

Технология CVD-SiC поддерживает полупроводниковую промышленность как за счет покрытий, так и за счет объемных структур. В Vetek Semiconductor мы следим за последними достижениями в области материаловедения. Мы стремимся предоставлять высококачественные решения из карбида кремния для промышленности.